煤矿井下矿压综合监测系统的研究与应用

2022-09-12

人们的生活离不开煤炭,煤炭产业也是稳定我国经济的主要途径,是我国进步和发展的源泉和动力。随着社会的进步和经济的发展,对煤炭产业提出了更高的要求。根据相关数据显示我国因为煤矿井下事故出现的死亡人数已经超出了有煤炭产业的国家。冒顶事故是我国最容易出现的煤矿事故,所以需要将巷道围岩进行稳定,避免冒顶的事故经常发生,这也是我国减少伤亡事故最需要解决的问题之一。所以应该合理的使用煤矿井下矿压综合监测系统,减少现有事故的发生。

1.煤矿井下矿压综合监测系统存在的问题

(1)没有统一的通信协议

现阶段,市场上有很多生产监控系统的厂家,他们所生产的系统都不相同,唯一相同的特点就是在监测系统当中都有专属于自身的专属通信协议,监测系统之间并没有很好的兼容性能。所以现阶段的监测系统最需要解决的问题就是信息传输之间的兼容,这个问题也成为了阻碍监测系统发展的主要因素。很多使用者在使用一个厂家的监测系统之后因为不能够和另外的厂家相互兼容所以一直会选择使用这个厂家。如果监测系统出现不容易解决的问题或者是矿井生产有需要,就只能将这个系统放弃之后才能去选择其他的系统,这都是没有统一的通信协议造成的,在一定程度上形成了资源浪费。

(2)没有统一的井下信息传输设备的物理接口

没有统一的井下信息传输设备的物理接口是阻碍使用者想要对系统进行补充的重要因素,就算是两个系统都使用了一个相同的技术,并且信息传输的波特率也一样,但是因为传输信息所处的频率不一样这就会导致传输信息的收发电压的幅值变得不一样,从而导致这两种系统不能够同时使用,也不兼容。

(3)没有合格质量的传感器

我国所使用的传感器多少都有一点缺点,像是使用的时间比较短、没有长时间的稳定性并且想要进行调整也会比较麻烦。也正因为在使用这样的传感器,才可能导致在煤矿的瓦斯检查出现错误的时候没有及时的传出信息从而发生了本不应发生的危险,现阶段的传感器还是比发达国家生产无法比较的。传感器在抵抗高浓度冲击性的时候也有比较差的能力,并且在井下这么特殊的环境当中,很多高瓦斯的矿井都会让传感器所感受到的瓦斯浓度升高,从而让传感器进行反复的使用最终变为了零点漂移,也就让传感器的性能持续下降。这些现象的出现可能是因为生产传感器的厂家没有对其进行研究,也没有先进的技术从而导致传感器的质量不是很合格。

(4)现场管理和维护水平不是很高

我国对煤矿有一些强制性的规定,不管是国家还是专属管理煤矿的部门都要求煤矿当中必须要有监测设备,不管是大的煤矿还是小的煤矿,只要有瓦斯突出就必须将监测系统给安装起来,这也是重视煤矿安全的体现。现阶段已经加大了对煤矿安全的监测管理制度但是还有一些煤矿安装的系统没有进行有效的应用,更过分的可能自行进行安装或者是改装没有让专业人员来帮忙,忽视煤矿井下的安全,管理也不是很全面,在出现煤矿井下事故的时候才将警惕性提高起来。

2.我国煤矿井下矿压综合监测系统的发展

因为我国有特殊的国情,监测系统技术在已经发展起来的国家当中算是比较起步晚的,所以也相对的有一些落后。在最初的阶段,美国和英国等国家已经将一些安全监控系统引进,经过反复的实践和研究,保证这些监测系统和产品可以安全的生产并且质量还过关。我国在之后借鉴一些经验也在逐渐的研究监控系统,像是KJ95等。在研制之后不管是国营还是私企也都开始进行研究,在保证产品质量的同时也让很多竞争开始了,这也为我国的煤矿井下矿压综合监测系统提供了研究的前提。

3.煤矿井下矿压综合监测系统的应用

(1)利用KJ95的煤矿监测系统

这种监测系统是整个煤矿井下的综合信息系统的重要组成部分,主要是用于监测井上和井下的环境参数,保证环境的安全,还可以监测煤矿所使用设备的开关的参数。利用KJ95煤矿监测系统可以将矿井当中所处的环境反映给地面的站点和管理的网站,会在计算机网络当中直接显示出来,这样就可以减少需要工作人员亲自去井下检查的次数和人员流量的问题,可以在保证工作人员的安全下就将矿井当中的真实情况反映出来。如果在监测系统当中安装了电力参数的变送器还可以将井下每个定点的供电情况反映出来,在出现问题的时候直接通报给相关的工作人员,可以在第一时间对这个问题或者是故障进行处理,以免因为设备出现小故障没发现从而引发大故障需要停止工作的情况,还可以避免事故的发生。所以在使用这个监测系统之后可以保障矿井的安全和提高生产的效率,这也是KJ95煤矿监测系统的作用和优势,并且这个系统还设置了报警的平台,可以对所发现的故障按照等级报警,就算是管理者没有在矿井周围或者是出差都可以了解矿井所处的情况和安全性,保障了工作人员的安全。

(2)KJ69人员监测系统

因为煤矿井下的工作环境都比较特殊,还会处在比较复杂的地段,让井上生产受到了很多的限制,这也会导致发生很多的事故。很多煤矿井下经常出现爆炸、漏水或者是冒顶的事故,所以将井下的实施情况了解清楚是非常重要的,还需要具有井下抢救和防灾的意识,尽可能在出现事故的时候不可以减少人员的伤亡和经济的损失。这就需要人员监测系统和定位的系统,对于KJ69人员监测系统来说,主要是由地面站点、发射器和传输通道组成的。其中有它独有的通信模式,传输信息的方式采用的是环网的方式,信号会根据无线的编码发射器传输出去。它的信号特征也非常的特殊,数据传输之后是由监测站接收之后在转接给地面的站点。地面的站点会根据所发出来的信号,对这些数据进行整理和分析从而得到不同的数据信息,可以让管理人员按照所需要查找的内容进行查找。

(3)矿压监测仪器

我国很多煤矿都属于高瓦斯煤矿,所以在井下所设置的监测系统大多数都和瓦斯有关联,对于冒顶事故的针对就很少,所以监测的设备大多数都是单独的仪器。

①巷道顶板离层指示仪器:

因为巷道开始施工之后会让周围的围岩受到一定的影响,导致它们变形,这就会出现顶板部位往下沉的状况。所以不一样深度的顶板会造成不一样的位移。根据相关数据来看,较为深一点岩层会移动的少一点,但是如果是浅的岩层移动就很大,也就导致出现了不同层面的位移差距。如果结构面发育的比较好,顶板的稳定性也会提升。顶板离层指示仪器会在顶板布置两个监测的点,第一个监测点就在锚杆顶端得到位置,另一个点设置在比较深的围岩当中。还需要在这个两个点上设置上固定器,在顶板移动的时候固定器也会跟着移动,这样就可以监测出来移动的数值,判断顶板事故。

②LBY-3顶板离层指示仪器:

这种仪器主要是由测量的钢丝、套管和固定器等组成的。固定器主要是利用弹簧一样的结构。套管需要插入到钻出来的孔当中。在井下进行观测的时候需要检测顶板的离层值,并且观测的频度不能很高。在不受各种影响的范围之外,如果顶板离层值一直没有明显的增长就可以停止对具体数据的测量和读取,这个时候就可以将视线转移到两个刻度值的颜色上面。颜色分别是红色、黄色和绿色,这三种颜色所反映的是顶板离层的严重程度。绿色表示安全也就是离层值很小,一般是比较稳定的,黄色表示已经达到了需要警惕的状态,如果出现红色就需要注意,已经进入到危险的状态。